همه چیز درباره فیلامنت پرینتر سه بعدی فلکس FLEX + مزایا و کاربردها

قطعا وقتی در این بخش حضور دارید به دنبال این هستید که همه چیز درباره فیلامنت پرینتر سه بعدی فلکس FLEX را بدانید، فیلامنت های پرینت سه بعدی فلکس چاپگرها را قادر می سازد تا قطعات انعطاف پذیر و الاستیک بسازند. در مقایسه با روش‌های سنتی ایجاد قطعات الاستومری، چاپ سه بعدی بسیار آسان‌تر، اغلب ضایعات کمتری دارد و برای دسته‌های کوچک بسیار سریع‌تر است.

فیلامنت های چاپ سه بعدی فلکس از الاستومرهای ترموپلاستیک (TPEs) تشکیل شده اند که به طور خاص برای استفاده در چاپگرهای سه بعدی FDM (مدل سازی رسوب ذوب شده) طراحی شده اند. این فیلامنت ها خواص مواد ترموپلاستیک را با انعطاف لاستیک ها یا الاستومرها ترکیب می کنند. جدا از ماهیت انعطاف‌پذیر، فیلامنت‌های پرینت سه بعدی انعطاف‌پذیر نیز مقاومت بالایی در برابر سایش و ضربه دارند و در به حداقل رساندن ارتعاشات استثنایی هستند. امروزه چندین TPE مختلف مانند TPU، TPA یا TPC در بازار رایج هستند.

تاریخچه پلاستیک های انعطاف پذیر به دهه 1950 برمی گردد، زمانی که TPE ها برای اولین بار معرفی شدند و به تولیدکنندگان یک واسطه خوب بین ترموپلاستیک ها و لاستیک ها می دادند. انعطاف پذیری، خواص مکانیکی خوب و مقاومت در برابر عوامل محیطی، TPE ها را برای کاربردهای متعدد در صنایع خودروسازی، پزشکی و محصولات مصرفی ایده آل می کند. این مقاله از فروشگاه 3dRD یک نمای کلی از فیلامنت های پرینت سه بعدی انعطاف پذیر ارائه می دهد تا به شما کمک کند تعیین کنید که آیا این فیلامنت ها برای پروژه شما مناسب هستند یا خیر.

عناوین مقاله

• پرینت سه بعدی فلکس چیست؟
  
• خواص فلکس فیلامنت چیست؟
  
• محدودیت های چاپ سه بعدی با فلکس چیست؟
  
• چرا از فلکس در پرینت سه بعدی استفاده می شود؟
  
• نحوه استفاده از فلکس در پرینت سه بعدی
  
• بهترین تنظیمات پیکربندی برای پرینت سه بعدی فلکس چیست؟
  
• بهترین سرعت پرینت سه بعدی فلکس چقدر است؟
  
• دمای ذوب، میز گرم، ضخامت دیواره و چگالی آن
  
• آیا فیلامنت فلکس زیست تخریب پذیر است؟
  
• پاسخ به سوالات متداول

پرینت سه بعدی فلکس چیست؟

پرینت سه بعدی فلکس اصطلاحی است که برای توصیف فرآیندهای پرینت سه بعدی استفاده می شود که از فیلامنت های انعطاف پذیر ساخته شده از TPE برای ایجاد قطعات لایه به لایه استفاده می شود. چندین نوع مختلف از فیلامنت های انعطاف پذیر را می توان در پرینت سه بعدی استفاده کرد که هر نوع مزایا و معایب خاص خود را دارد. رایج ترین فیلامنت پرینت سه بعدی انعطاف پذیر پلی یورتان ترموپلاستیک (TPU) است. با این حال، کوپلی استر ترموپلاستیک (TPC)، پلی آمید ترموپلاستیک (TPA)، و “پلی لاکتیک اسید نرم (PLA)” نیز رایج هستند.

طبق یک مقاله تحقیقاتی منتشر شده توسط SVOA Materials Science and Technology، پردازش TPE به 25- 40٪ انرژی کمتری نسبت به لاستیک های گرماسخت ولکانیزه نیاز دارد. علاوه بر این، برخی از فیلامنت های چاپ سه بعدی انعطاف پذیر را می توان چندین بار پردازش و بازیافت کرد که به کاهش ضایعات و آلودگی و حفظ منابع نفتی کمک می کند.

چاپ سه بعدی فلکس به عنوان یک روش تولید جایگزین مناسب برای قطعات الاستومری ظاهر شده است زیرا مشتریان محصولات تخصصی تر و سفارشی تری را درخواست می کنند.

ترکیب فیلامنت فلکس چیست؟

فیلامنت های چاپ سه بعدی فلکس از TPE ساخته شده اند و بنابراین دارای ویژگی های کشسانی مشابه لاستیک های متقاطع هستند در حالی که ویژگی های پردازش ترموپلاستیک ها را حفظ می کنند. فیلامنت‌های انعطاف‌پذیر مختلف توسط مواد پلاستیکی متفاوتی که با تصفیه روغن بیرون می‌آیند امکان‌پذیر می‌شوند.

در طی فرآیند پالایش، نفتا با کاتالیزورها و سایر مواد شیمیایی در یک راکتور پلیمریزاسیون ترکیب می‌شود تا پلاستیک مورد نظر را ایجاد کند. این فرآیند منجر به گلوله های پلاستیکی متشکل از TPE مانند TPU، TPC، TPA و PLA نرم (بسته به مواد شیمیایی مورد استفاده در طی پلیمریزاسیون) می شود. سپس این گلوله‌های TPE ذوب شده و اکسترود می‌شوند تا فیلامنت‌های انعطاف‌پذیری را تشکیل دهند تا در چاپ سه بعدی FDM استفاده شوند.

خواص فلکس فیلامنت چیست؟

خواص فیلامنت های فلکس بسته به ماده خاص متفاوت است. برخی از فیلامنت ها، مانند TPU، انعطاف پذیرتر از بقیه هستند، مانند TPC. خواص کلی فیلامنت های فلکس مانند TPU، TPC، TPA و نرم PLA در لیست زیر توضیح داده شده است:

• نرم و انعطاف پذیر در مقایسه با فیلامنت های ترموپلاستیک.
• انعطاف پذیری عالی در مقایسه با فیلامنت های ترموپلاستیک مانند PLA یا ABS.
• مقاومت در برابر سایش، ضربه، شیمیایی و الکتریکی استثنایی.
• پایداری حرارتی و محیطی خوب.

معرفی: بهترین فیلامنت های مقاوم دربرابر مواد شیمیایی

مقایسه خواص فیلامنت فلکس

مقایسه سر به سر خواص بین فیلامنت های فلکس و فیلامنت های ABS معمولی تر در جدول 1 در زیر نشان داده شده است:

جدول 1: مقایسه TPU در مقابل TPA در مقابل ABS

ویژگی	TPU (فیلامنت فلکس)	TPA (فیلامنت فلکس)	ABS (فیلامنت معمولی)
استحکام – قدرت	خوب	خوب	بهترین
ماندگاری	بالا	بالا	بالا
انعطاف پذیری	بالا	بالا	حداقل
قابل تجزیه زیستی	آره	آره	خیر
قابل بازیافت	آره	خیر	آره
هیگروسکوپیک	آره	آره	آره

محدودیت های چاپ سه بعدی با فلکس چیست؟

با وجود مزایای بسیار، یکی از بزرگترین محدودیت های چاپ سه بعدی با فیلامنت های فلکس این است که چاپ قطعات ممکن است دشوار باشد. فیلامنت های انعطاف پذیر تمایل به گیر کردن یا گرفتگی نازل های چاپ دارند. علاوه بر این، جمع شدن در حین چاپ ممکن است ناکافی باشد و منجر به فیلامنت و گاهی اوقات قطعات نادرست ابعادی شود.

علاوه بر این، ماهیت الاستیک این فیلامنت ها می تواند باعث کمانش یا لغزش آنها در هنگام استفاده از اکسترودرهای Bowden شود. در مقایسه با فیلامنت‌های معمولی مانند ABS یا PLA، چاپ‌هایی که از فیلامنت‌های چاپ سه بعدی انعطاف‌پذیر استفاده می‌کنند، نیاز به تنظیم دقیق و بهینه‌سازی بیشتری در مرحله طراحی دارند.

چرا از فلکس در پرینت سه بعدی استفاده می شود؟

فیلامنت های انعطاف پذیر رایج هستند زیرا چاپگرهای سه بعدی می توانند قطعات را بسیار سریعتر از سایر روش های ساخت TPE ایجاد کنند. به طور سنتی، قطعات مبتنی بر TPE از طریق قالب گیری تزریقی و اکستروژن ساخته می شوند. در حالی که این فرآیندها می توانند مقادیر زیادی از قطعات را به صورت متوالی تولید کنند، ابزار آنها گران است و اغلب به ماه ها زمان نیاز دارند.

چاپگرهای سه بعدی می توانند به سرعت نمونه های اولیه انعطاف پذیر را با کسری از هزینه ابزار تولید کنند. این قابلیت راه را برای ساخت قطعات کامل و سفارشی به میزان قابل توجهی سریعتر از آنچه با روش های ساخت سنتی امکان پذیر است باز می کند.

نحوه استفاده از فلکس در پرینت سه بعدی

استفاده از فیلامنت های پرینت سه بعدی فلکس یک راه عالی برای ساخت سریع قطعات الاستیک است. با این حال، ماهیت انعطاف‌پذیر این فیلامنت‌ها، کاربران را ملزم می‌کند تا به تنظیمات پیکربندی چاپگر خود توجه زیادی داشته باشند. تنظیمات بهینه برای یک کار چاپی خاص با فیلامنت های انعطاف پذیر به مواد TPE و کاربرد قطعه بستگی دارد. در زیر برخی از پیش نیازهای کلی برای چاپ فیلامنت های TPE ذکر شده است:

1. دمای بستر را بر اساس توصیه سازنده مواد تنظیم کنید.
2. برای چسباندن تخت از چسب، نوار نقاش یا اسپری مو استفاده کنید.
3. از اکسترودر درایو مستقیم به جای اکسترودر Bowden استفاده کنید.
4. در حین چاپ از فن خنک کننده استفاده کنید.

در حالی که موارد ذکر شده در بالا مجموعه ای از اصول کلی برای چاپ با فیلامنت های فلکس هستند، هر ماده کمی متفاوت است. برخی از پروژه ها ممکن است از شما خواسته شود که از توصیه های استاندارد منحرف شوید.

بهترین تنظیمات پیکربندی برای پرینت سه بعدی فلکس چیست؟

به طور کلی، کاربران باید سرعت چاپ و تنظیمات پس‌کشی را با دمای اکسترودر و بستر متعادل کنند تا مطمئن شوند که قطعه با ابعاد مناسب بیرون می‌آید. در جدول 2 زیر، تنظیمات چاپگر توصیه شده برای مواد TPE مختلف نشان داده شده است:
جدول 2: تنظیمات پرینتر سه بعدی فلکس فیلامنت

تنظیمات چاپگر	TPU	TPC	TPA	نرم PLA
دمای اکسترودر	210-230 ℃	220-260 ℃	220-230 ℃	220-235 ℃
دمای تخت	محیط -60 ℃	60-110 ℃	30-60 ℃	100 ℃
سرعت چاپ	5-30 میلی متر بر ثانیه	5-30 میلی متر بر ثانیه	5-30 میلی متر بر ثانیه	10-30 میلی متر بر ثانیه

چاپ اولین لایه یک کار اغلب بحرانی ترین نقطه چاپ است. هنگام چاپ با فیلامنت های انعطاف پذیر، از نوار کاپتون، نوار نقاش، Magigoo، DimaFix یا چسب های دیگر استفاده کنید تا از چسبندگی بستر خوب از ابتدای چاپ اطمینان حاصل کنید. پس از تکمیل لایه اول، کاربران می‌توانند تنظیمات پس‌کشی را برای کمک به جلوگیری از آبریزش هاتند اکسترودر تنظیم کنند. برای یافتن تنظیمات بهینه انقباض، کاربران ابتدا باید عقب نشینی را غیرفعال کنند تا سرعت ایده آل را بیابند، سپس فاصله انقباض را به صورت تدریجی افزایش دهند تا تنظیمات ایده آل را پیدا کنند. مراقب باشید که خیلی سریع چاپ نکنید زیرا مواد به راحتی می توانند نازل را مسدود کنند.

این ویدیو را ببینید: نحوه رفع گرفتگی هاتند اکسترودر و نازل

بهترین سرعت پرینت سه بعدی فلکس چقدر است؟

از آنجایی که فیلامنت‌های انعطاف‌پذیر هنگام وارد شدن به اکسترودر مستعد خم شدن، گیر کردن و کمانش هستند، سرعت چاپ پایین‌تر می‌تواند دوست شما باشد. این مسائل می تواند باعث تاخیرهای غیر ضروری در کارهای چاپ شده و برای دقت و کیفیت ابعاد قطعه مضر باشد. بهترین سازش بین سرعت و کیفیت معمولا بین 30-40 میلی متر بر ثانیه است. با این حال، سرعت چاپ بهینه به فیلامنتی که استفاده می شود بستگی دارد. برای ایده کلی در مورد محل تنظیم سرعت اولیه، به دستورالعمل های سازنده فیلامنت مراجعه کنید.

دمای ذوب فیلامنت فلکس چقدر است؟

دمای ذوب بر اساس مواد متفاوت خواهد بود. اما به طور کلی دمای ذوب فیلامنت های فلکس بین 210-260 درجه سانتی گراد است. گرم کردن بیش از حد فیلامنت های منعطف می تواند باعث شود که آنها در حین چاپ فیلامنت شوند و از نازل بیرون بیایند. این فیلامنت باعث می شود که قطعات نامرغوب و بی کیفیت باشند.

آیا هنگام چاپ با فلکس به میز گرم نیاز است؟

بله، معمولاً به یک تخت گرمایشی نیاز است، اما دما به مواد و قسمت خاص بستگی دارد. برخی از فیلامنت‌های پرینت سه بعدی انعطاف‌پذیر، مانند TPC، TPA، و نرم PLA به میز گرم نیاز دارند در حالی که TPU را می‌توان با یا بدون میز گرم چاپ کرد.

ضخامت دیوار خوب برای چاپ سه بعدی فلکس چیست؟

فیلامنت‌های انعطاف‌پذیر معمولاً به دیواره‌های ضخیم‌تری نسبت به پلاستیک‌های معمولی نیاز دارند. به عنوان مثال، دیوارهای بخشی ساخته شده از TPU معمولاً باید حداقل 2.0 میلی متر ضخامت داشته باشند. اگر قصد دارید از فیلامنت های انعطاف پذیر پرینت سه بعدی استفاده کنید، دیوارهای ضخیم را در قطعات خود طراحی کنید.

چگالی دیوار خوب برای چاپ سه بعدی فلکس چیست؟

دیوارهای روی قطعات پرینت سه بعدی دارای دو بخش اصلی هستند: پوسته و پرکننده. پوسته دیواره های بیرونی تو پر قطعه است در حالی که پرکننده از آنچه بین سطوح بیرونی است تشکیل شده است. پر کردن اغلب به عنوان یک شبکه برای متعادل کردن استحکام سازه در برابر وزن و استفاده از مواد ساخته می شود. چگالی پر کردن می تواند به کمتر از 0٪ (توخالی) یا تا 100٪ (تو پر) باشد. فیلامنت های فلکس می توانند با چنین چگالی عمل کنند، اگرچه تراکم پرکننده بالاتر باعث کاهش انعطاف پذیری کلی قطعه می شود.

آیا فیلامنت فلکس زیست تخریب پذیر است؟

بله و خیر. برخی از فیلامنت های انعطاف پذیر مانند TPU و PLA نرم، زیست تخریب پذیر هستند و در عرض چند سال تجزیه می شوند. سایرین، مانند TPC و TPA، تجزیه نشده اند و قرن ها طول می کشد تا تجزیه شوند. نکاتی درباره بازیافت قطعات ABS را نیز مطالعه کنید.

پاسخ به سوالات متداول

آیا فیلامنت فلکس قابل بازیافت است؟

بله و خیر. برخی از فیلامنت‌های انعطاف‌پذیر مانند TPU و PLA نرم، قابل بازیافت هستند و می‌توانند چندین بار مورد استفاده مجدد قرار گیرند. سایر موارد مانند TPC و TPA فقط یک بار توسط چاپگر سه بعدی قابل پردازش هستند.

آیا فیلامنت فلکس هیگروسکوپیک است؟

بله، فیلامنت های فلکس جاذب رطوبت هستند. همه TPE ها دارای درجه بالایی از جذب رطوبت هستند و در صورت جذب رطوبت بیش از حد، هنگام گرم شدن، می ترکند و صدای هیس می کنند. بنابراین، فیلامنت های انعطاف پذیر باید قبل از استفاده به درستی ذخیره یا خشک شوند.

تفاوت بین Flex و PLA در چاپ سه بعدی چیست؟

فیلامنت های انعطاف پذیر از TPE هایی تشکیل شده اند که دارای درجه بالایی از کشسانی و خواص مکانیکی، حرارتی، الکتریکی و محیطی عالی هستند. PLA یک پلاستیک سفت و محکم و با استحکام بالا است که از منابع طبیعی مانند نیشکر و ذرت به دست می آید. PLA را می توان با ترکیب پلیمر PLA با اجزای TPE به “PLA نرم” انعطاف پذیر تبدیل کرد.

تفاوت بین Flex و ABS در پرینت سه بعدی چیست؟

فیلامنت های چاپ سه بعدی فلکس از TPE هایی ساخته شده اند که به طور استثنایی انعطاف پذیر هستند و خواص مکانیکی، حرارتی، الکتریکی و محیطی شگفت انگیزی دارند. ABS یک پلاستیک مبتنی بر نفت است که دارای خواص مکانیکی عالی است، کمی انعطاف پذیرتر و انعطاف پذیرتر از PLA است و یکی از ارزان ترین فیلامنت های موجود در بازار است.

این مقاله فیلامنت پرینت سه بعدی فلکس را ارائه کرد، توضیح داد که چیست، و نحوه مقایسه آن با فیلامنت های دیگر در چاپ سه بعدی را مورد بحث قرار داد. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد فیلامنت پرینت سه بعدی فلکس، با کارشناسان 3dRD تماس بگیرید.

3dRD

شرکت صنعت سامه با نام تجاری 3dRD بزرگترین و تخصصی ترین تولیدکننده پرینترهای سه بعدی در ایران

Source: tctmagazine.com azurefilm.com